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ca6140臥式車床的數(shù)控化改造
日期:2010年01月07 來源:
沈陽第一機(jī)床廠
關(guān)鍵字:ca6140
本例為應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對CA6140臥式車床進(jìn)行自動化和精密化的改造,
ca6140
經(jīng)改造后的機(jī)床完全能實(shí)現(xiàn)外圓、錐度、螺紋、端面等加工的自動控制,
機(jī)床
提高了原機(jī)床的生產(chǎn)效率,降低了勞動強(qiáng)度。
本數(shù)控化改造主要圍繞在車床上增設(shè)數(shù)控裝置和執(zhí)行元件,選擇合適的機(jī)床伺服系統(tǒng)等方面進(jìn)行。
要求將CA6140臥式車床改造成用MCS一51系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,采用步進(jìn)電動機(jī)開環(huán)控制,縱向和橫向均具有直線和圓弧ca6140插補(bǔ)功能。要求該車床增配自機(jī)床動回轉(zhuǎn)刀架和主軸編碼器,具有螺紋切削的功能。系統(tǒng)橫向分辨率達(dá)到0.005mm。
1.設(shè)計(jì)參數(shù)
1)機(jī)床最大加工直徑:在床身上400mm,在床鞍上210mm。
2)最大加工長度:100mm。
3)拖板及刀架重力:縱向:1000N,橫向:600N。
4)刀架快移速度1/,ax:縱向:2m/min,橫向:1m/min。
5)最大進(jìn)給速度:縱向:0.6m/min,橫向:0.3m/min。
6)定位精度:±0.015mm。
7)主電動機(jī)功率:7.5kW。
8)啟動加機(jī)床速時(shí)間:30ms。
9)脈沖當(dāng)量:縱向:0.01mm/步,橫向:0.005mm/步。
10)最小分辨率:縱向:0.01mm,橫向:0.005mm。
2.總體方案的確定
(1)系統(tǒng)的運(yùn)動方式和伺服控制系統(tǒng)的選擇。ca6140由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床應(yīng)具有定位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、米/英制螺紋加工等功能,故選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,采用步進(jìn)電動機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。
(2)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)動方式,可以采用8位微機(jī)。ca6140由于MCS一51系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、機(jī)床抗干擾能力強(qiáng),具有很高的性能價(jià)格比等特點(diǎn),故采用MCS一51系列的8031單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。
該控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進(jìn)電動機(jī)功率放大電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn),顯示器采用兩排數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)等信息。
(3)機(jī)械傳動方式。為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率,ca6140采用齒輪絲杠的減速方式;為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性,盡量減少摩擦力,選用滾珠絲杠螺母副取代原車床絲杠;為提高傳動剛度和消除間隙,機(jī)床采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu);齒輪傳動也采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。
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